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Technisches
Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf Zusammensetzungen, die für die Verwendung in Aerosol-Spendern
zum Entfernen von Farb- und Fettflecken aus Textilien geeignet sind.
Farb- und Fettflecken können
aus vielen Textilien durch wässrige Waschmedien
entfernt werden, wie beim konventionellen Waschen. Viele Textilien
werden jedoch beeinträchtigt,
wenn sie mit Wasser in Kontakt gebracht werden, und es können längere Trocknungszeiten
erforderlich sein, wenn ein konventionelles wässriges Waschmedium verwendet
wird.
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Es ist bekannt, dass Fett- und Farbflecken von
Textilien entfernt werden können
durch Verwendung so genannter "Trockenreinigungs-Sprays", bei denen
ein nichtwässriges
Medium aus einem Aerosol-Spender auf das Textilmaterial aufgesprüht wird unter
Verwendung eines Treibmittels, um das Reinigungsmedium aus dem Spender
auszutreiben. Das flüssige
Medium kann einen absorptionsfähigen Feststoff
enthalten. Als Reinigungsfluid können
halogenierte Kohlenwasserstoffe verwendet werden. Halogenierte Kohlenwasserstoffe
wurden auch bereits als Aerosol-Treibmittel
verwendet. Diese halogenierten Kohlenwasserstoffe sind in Produkten,
die in die Atmosphäre
gelangen, nicht mehr akzeptabel wegen ihres nachteiligen Einflusses
auf die Ozonschicht. Kohlenwasserstoff-Treibmittel, wie z. B. Propan
oder Butan, werden anstelle von halogenierten Kohlenwasserstoffen
und Kohlenwasserstoff-Lösungsmitteln
verwendet, die bisher als Reinigungsflüssigkeit eingesetzt wurden.
Durch die Verwendung dieser Kohlenwasserstoffe entsteht jedoch eine
Brandgefahr, weil sie entflammbar sind. Es sei darauf hingewiesen,
dass die Kohlenwasserstoft-Lösungsmittel, obgleich
sie weniger flüchtig
sind als das Treibmittel, ausreichend flüchtig sein müssen, um
aus den Oberflächen,
auf die sie aufgesprüht
werden, leicht zu verdampfen. Es tritt auch das Problem auf, dass
statische Elektrizität
entsteht, wenn die Aerosol-Dose durchbohrt und der Inhalt dadurch
freigesetzt wird. Es kann ein Funke entstehen, der die Kohlenwasserstoffe
entzünden
kann.
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In US-A-5 269 958 werden diese Probleme diskutiert
und Vorschläge
gemacht, um sie zu überwinden,
durch Eliminieren der Kohlenwasserstoff-Treibmittel und -Lösungsmittel.
Die darin beschriebene Zusammensetzung enthält eine geringe Menge Wasser
zusammen mit größeren Mengen
Dimethylether als Treibmittel und Dimethoxymethan zur Entfernung
von Flecken auf Ölbasis,
ein Colösungsmittel
wie z. B. Isopropanol und ein teilchenförmiges Absorptionsmittel.
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In GB-A-2 247 894 sind Vorwasch-Reinigungszusammensetzungen
beschrieben, die in Form von Wasser-in-Öl-Mikroemulsionen vorliegen
und ein Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel,
Wasser, ein nicht-ionisches Tensid und Dimethylether enthalten.
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Die Sauerstoff-haltigen Lösungsmittel
sind verhältnismäßig billig
und es wäre
sehr wünschenswert,
eine Spray-Reinigungszusammensetzung herstellen zu können, in
der billigere und leichter zugängliche
Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel
verwendet werden, in der jedoch die Nachteile, die mit der Verwendung
von Kohlenwasserstoffen verbunden sind, vermindert sind.
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Beschreibung der Erfindung
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung
ist eine unter Eigendruck stehende Aerosol-Zusammensetzung für die Flecken-Trockenreinigung
eines Textilmaterials, wobei die Zusammensetzung umfasst
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- a) ein Treibmittel,
- b) ein flüchtiges
Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel zur
Entfernung von Flecken, wobei es sich bei dem Lösungsmittel um ein Alkan mit
5 bis 8 Kohlenstoffatomen im Molekül oder um eine Mischung solcher
Alkane handelt,
- c) ein teilchenförmiges
Absorptionsmittel, das einen Fleck aus einem Textilmaterial absorbieren kann,
auf den es aufgesprüht
worden ist,
- d) eine Wasser-in-Öl-Mikroemulsion
in einer Menge von 5 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der
Gesamtzusammensetzung einschließlich Treibmittel,
wobei die Mikroemulsion 2,5 bis 25 Gew.-% Wasser enthält, bezogen
auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung einschließlich Treibmittel
und wobei die Wasser-in-Öl-Mikroemulsion
eine kontinuierliche Phase aufweist, bei der es sich um einen aliphatischen
Kohlenwasserstoff handelt.
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Das Treibmittel kann verflüssigtes
Erdölgas (Petrolgas,
LPG) sein. Das Treibmittel ist vorzugsweise Dimethylether (DME).
Dieser ist in Wasser löslich
und weniger entflammbar als die Kohlenwasserstoff-Treibmittel.
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Die Menge des Treibmittels kann beispielsweise
2,0 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung,
vorzugsweise 30 bis 45 Gew.-%, beispielsweise etwa 35 Gew.-%, betragen.
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Das flüchtige organische Lösungsmittel
ist vorzugsweise ein Alkan mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen im Molekül oder eine
Mischung solcher Alkane. Ein Beispiel für ein geeignetes flüchtiges
organisches Lösungsmittel
ist eine Pentan/Heptan-Mischung. Eine solche Mischung ist im Handel
erhältlich
unter dem Handelsnamen Exxsol 45/100 von der Firma Exxon.
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Die Menge des Lösungsmittels liegt vorzugsweise
in dem Bereich von 10 bis 50 Gew.-%, besonders bevorzugt von 15
bis 45 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung.
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Das teilchenförmige Absorptionsmittel (Absorbens),
das einen Fleck aus einem Textilmaterial absorbieren kann, auf den
die Zusammensetzung aufgesprüht
worden ist, ist ein solches mit einer Teilchengröße, die sein Versprühen aus
einem unter Eigendruck stehenden Aerosol-Spender erlaubt. Beispiele
für solche
teilchenförmigen
Absorbentien sind abgerauchtes oder pyrogenes Siliciumdioxid, gefälltes Siliciumdioxid,
oberflächenbehandeltes
Siliciumdioxid, Calciumsilicat, Calciumcarbonat, Magnesiumsilicat,
Stärke,
Tone, Talk und Magnesiumoxid. Die Natur des teilchenförmigen Absorbens
ist in US-A-S 269 958 näher
beschrieben.
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Die Menge des teilchenförmigen Absorbens beträgt vorzugsweise
1 bis 10%, insbesondere 5 bis 9%, besonders bevorzugt 6 bis 8%,
bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
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Der Zusammensetzung wird Wasser in
Form einer Mikroemulsion einverleibt, in der Wasser die innere Phase
ist. Obgleich das Wasser in Form von Tröpfchen innerhalb einer organischen
kontinuierlichen Phase vorliegt, wurde gefunden, dass die Anwesenheit
von verhältnismäßig geringen
Mengen Wasser einen signifikanten Einfluss auf die Entflammbarkeit
hat und die Entstehung von statischer Elektrizität, wenn die Dose durchbohrt
wird, verhindert.
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Wasser-in-Öl-Emulsionen, die für die erfindungsgemäße Verwendung
geeignet sind, sind erhältlich
von der Firma Dow unter der Bezeichnung "Invert Solvents (Inversions-Lösungsmittel)".
Es werden Emulsionen verwendet, in denen die kontinuierliche Phase
eine aliphatische Kohlenwasserstoffphase, vorzugsweise eine Kohlenwasserstoffphase
mit einem niedrigen Flammpunkt, ist, die leicht verdampft, beispielsweise
Dow "Invert 1000". Der Siedepunkt liegt somit vorzugsweise unter
90°C und
die Viskosität
beträgt
vorzugsweise bei 25°C
weniger als 7 cP und der Flammpunkt (im geschlossenen Becher) liegt
vorzugsweise unter 0°C.
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Der Wassergehalt liegt vorzugsweise
in dem Bereich von 45 bis 55%, bezogen auf das Gewicht der Mikroemulsion.
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Die Menge der Wasser-in-Öl-Emulsion
in der Zusammensetzung liegt in dem Bereich von 5 bis 50%, vorzugsweise
von 15 bis 40%, beispielsweise von 10 bis 30%, jeweils bezogen auf
das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
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Der absorptionsfähige Feststoff hat, wenn er in
einer konventionellen Aerosol-Zusammensetzung eingesetzt
wird, in der Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel
und Kohlenwasserstoff-Treibmittel verwendet werden, in der Regel
keine Neigung zusammenzubacken oder zu verklumpen, und er kann in
der Zusammensetzung durch Schütteln
leicht dispergiert werden. Es wurde gefunden, dass er jedoch in
den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
die Neigung hat, dass das teilchenförmige Absorbens zusammenbackt
oder verklumpt. Dies kann dadurch beseitigt werden, dass man der
Zusammensetzung ein Antiverklumpungsmittel zugibt. Ein Beispiel
für ein
geeignetes Antiverklumpungsmittel ist Diammoniumphosphat. Es kann
beispielsweise in einer Menge in dem Bereich von 0,2 bis 1,5, beispielsweise
in einer Menge von 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung,
vorliegen.
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Es kann wünschenswert sein, der Zusammensetzung
etwas Dimethoxymethan (auch als Methylal bekannt) zuzusetzen, um
die Entfernung von Flecken auf Ölbasis
zu unterstützen.
Dieses macht vorzugsweise nicht mehr als 5% der Zusammensetzung
aus.
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Beste Art der
Durchführung
der Erfindung
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Beispiel 1
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Eine unter Eigendruck stehende Fleckenentfernungs-Zusammensetzung,
die für
die Verwendung in einem Aerosol-Spender zur Entfernung von Flecken
aus Textilmaterialien geeignet ist, wurden wie folgt hergestellt.
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Zuerst wurde ein Zwischenprodukt
der Zusammensetzung aus den folgenden Bestandteilen hergestellt:
| Bestandteil | Menge
(Gew.-% des Endprodukts) |
| Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel | 35,550 |
| Mikroemulsion | 20,000 |
| Absorbens | 07,500 |
| Antiverklumpungsmittel | 00,500 |
| Siliconöl | 00,200 |
| Tensid | 01,000 |
| Ammoniak,
25% | 00,250 |
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Bei dem Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel handelte
es sich um eine Pentan/Heptan-Mischung, erhältlich von
der Firma Exxon unter dem Handelsnamen "Exxsol DSP 45/100".
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Die Mikroemulsion war eine Wasser-in-Öl-Mikroemulsion,
geliefert von der Firma Dow unter der Bezeichnung "Invert 1000".
Sie enthielt etwa 50 Gew.-%, Wasser, wobei die kontinuierliche Phase
ein aliphatischer Kohlenwasserstoff mit einem niedrigen Flammpunkt
war. Sie hatte einen Siedepunkt von 84°C, einen Gefrierpunkt von –2 °C, einen Dampfdruck
von 34,9 mm Hg bei 20°C
und eine Viskosität
von 6,2 cP.
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Das Absorbens war ein gefälltes Siliciumdioxid
von der Firma Akzo, erhältlich
unter dem Handelsnamen "Ketjensil SM604" mit einer mittleren Teilchengröße von 12 μm.
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Das Antiverklumpungsmittel war Diammoniumphosphat.
Außer
seinem Antiverklumpungseffekt wirkt es als Korrosionsinhibitor und
hat eine Löschwirkung
auf die Entflammbarkeit.
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Das Siliconöl war ein Siliconöl mit einer
Viskosität
bei 25°C
von 1000 cP, das zugegeben wurde, um ihm gegenüber dem absorptionsfähigen Feststoff in
den Kunst stoffkanälen
des Ventils und des Betätigungsknopfes
der Spender-Einrichtung, die zum Abgeben der Zusammensetzung verwendet
wurde, einen Schmiereffekt zu verleihen.
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Das Tensid war eine 70%ige Lösung von
Natriumdioctylsulfosuccinat in Erdöldestillat, im Handel erhältlich von
der Firma Cytec unter dem Handelsnamen "Aerosil OT-S". Es fungiert als
zusätzliches Emulgiermittel
und unterstützt
die Entfernung von Flecken auf Wasserbasis.
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Das Ammoniak war eine 25 gew.-%ige
wässrige
Lösung.
Sie wird verwendet, um den pH-Wert der Zusammensetzung auf etwa
8,5 zu erhöhen,
um die Korrosion von Aerosoldosen zu minimieren.
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Das Zwischenprodukt wurde hergestellt durch
Vermischen der Flüssigkeiten,
anschließende Zugabe
der beiden Feststoffe und Rühren
mit einem Mischer vom Silverson-Typ, bis eine glatte, teilchenfreie
Mischung erhalten worden war.
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Dann wurde das Treibmittel (Dimethylether) in
einer Menge entsprechend 35% der Gesamtzusammensetzung (d. h. der
Zusammensetzung nach der Zugabe von Dimethylether) zugegeben.
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Beispiel 2
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Es wurde eine Zusammensetzung wie
in Beispiel 1 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, dass die Zwischenprodukt-Zusammensetzung
unter Verwendung der nachstehend angegebenen Bestandteile hergestellt
wurde.
| Bestandteil | Menge
(Gew.-% des Endprodukts) |
| Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel | 40,549 |
| Mikroemulsion | 15,000 |
| Absorbens | 07,500 |
| Antiverklumpungsmittel | 00,500 |
| Siliconöl | 00,200 |
| Tensid | 01,000 |
| Ammoniak,
25% | 00,250 |
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Beispiel 3
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Es wurde eine Zusammensetzung wie
in Beispiel 1 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, dass die Zwischenprodukt-Zusammensetzung
unter Verwendung der nachstehend angegebenen Mengen von Bestandteilen
hergestellt wurde.
| Bestandteil | Menge
(Gew.-% des Endprodukts) |
| Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel | 30,549 |
| Mikroemulsion | 25,000 |
| Absorbens | 07,500 |
| Antiverklumpungsmittel | 00,500 |
| Siliconöl | 00,200 |
| Tensid | 01,000 |
| Ammoniak,
25% | 00,250 |
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Beispiel 4
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Es wurde eine Zusammensetzung wie
in Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch die Zwischenprodukt-Zusammensetzung
wie nachstehend angegeben hergestellt wurde unter Verwendung von
verflüssigten
Petrolgasen (LPG 48) als Treibmittel.
| Bestandteil | Menge
(Gew.-% des Endprodukts) |
| Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel | 26,520 |
| Mikroemulsion | 20,000 |
| Absorbens | 07,500 |
| Antiverklumpungsmittel | 00,500 |
| Siliconöl | 00,200 |
| Ammoniak
25% | 00,250 |
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Die verwendete LPG-Menge betrug 45,00%, bezogen
auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung.
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Entflammbarkeitstests
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Es wurde die Entflammbarkeit der
Zusammensetzungen der Beispiele 1, 2, 3 und 4 bewertet. Die Bewertung
erfolgte unter Anwendung von Modifikationen der auf Seite 380 des
Aerosol-Handbuchs, 1. Auflage, M. A. Johnsen et al, Wayne E. Dorland, Company,
Caldwell, N. J., 1972, beschriebenen Testverfahren. Die modifizierten
Tests sind in dem US Patent 5 269 958 in den Spalten 10 und 11 beschrieben.
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In allen Tests wurde das gleiche
Ventilsystem bei dem zum Austeilen der Zusammensetzung verwendeten
Aerosol-Behälter
eingesetzt. Die Austragsraten variieren in einigen Fällen, weil
die engen Kanäle
in dem Ventilsystem durch Pulverteilchen teilweise verstopft werden
können.
Die Gewichte der versprühten
Probe liegen jedoch in den Tests ausreichend nahe beieinander, um
vernünftige
Ergebnisse zu liefern. Beispiel
1
| Trommeltest | |
| Austragsrate | 0,641
g/s |
| Gewicht
der versprühten
Probe | 16,09
g |
| Zeit
für die
Exlosion | 27,9
s |
| Austragsrate | 1,06
g/s |
| Gewicht
der versprühten
Probe | 16,33
g |
| Zeit
für die
Explosion | 12,91
s |
| Austragsrate | 0,636
g/s |
| Gewicht
der versprühten
Probe | 15,09
g |
| Zeit
für die
Explosion | 19,13
s |
| Entzündungsabstand | 30
cm |
Flammenhöhe
50 cm, kein Rückschlag,
nicht selbstunterhaltend Beispiel
2
| Austragsrate | 0,665
g/s |
| Gewicht
der versprühten
Probe | 15,67
g |
| Zeit
für die
Explosion | 23,19
s |
| Austragsrate | 0,598
g/s |
| Gewicht
der versprühten
Probe | 14,86
g |
| Zeit
für die
Explosion | 25,03
s |
| Entzündungsabstand | 20
cm |
Flammenhöhe
40 cm, kein Rückschlag,
nicht selbstunterhaltend Beispiel
3
| Austragsrate | 0,633
g/s |
| Gewicht
der versprühten
Probe | 16,62
g |
| Zeit
für die
Explosion | 26,10
s |
| Austragsrate | 0,602
g/s |
| Gewicht
der versprühten
Probe | 18,85
g |
| Zeit
für die
Explosion | 24,15
s |
| Entzündungsabstand | 25
cm, |
Flammenhöhe
55 cm, kein Rückschlag,
nicht selbstunterhaltend Beispiel
4
| Gewicht
der versprühten
Probe | 14,5
g |
| Zeit
für die
Explosion | 15,43
s |
| Gewicht
der versprühten
Probe | 14,32g |
| Zeit
für die
Entzündung | 26,53
s |
| Gewicht
der versprühten
Probe | 14,54g |
| Zeit
für die
Entzündung | 27,32
s |
| Entzündungsabstand | 55–60 cm |
Flamenhöhe
50 cm, Rückschlag
10–12
cm, nicht selbstunterhaltend.
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Vergleichstest A
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Die durchschnittlichen Entflammbarkeitsergebnisse
für eine
handelsübliche
Zusammensetzung, die bestimmt ist für ein Trockenreinigungsspray auf
Basis eines Kohlenwasserstoff-Lösungsmittels ohne
Wasser, mit LPG als Treibmittel und einem Amin als einem antistatischen
Mittel, die wie in den obigen Beispielen getestet wurde, sind nachstehend angegeben.
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In diesen Tests betrug die Austragsrate
etwa 0,8 g/s. Die Zeit bis zu Explosion betrug 22,4 s und das Gewicht
der versprühten
Probe betrug 10,4 g. Es wurde ein Rückschlag (12 cm) beobachtet
und die Flamme war selbstunterhaltend.
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Fleckenentfernungstests
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Die Zusammensetzungen der Beispiele
1, 2 und 3 ergaben eine zufriedenstellende Entfernung von Flecken
aus Textilmaterialien ohne übermäßig lange
Trocknungszeiten und ohne nachteiligen Einfluss auf das Textilmaterial
wegen der Anwesenheit von Wasser für eine Vielzahl von Flecken
auf Ölbasis und
Wasserbasis.
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Ein Vergleich der Entflammbarkeitsergebnisse
zeigt, dass die Zusammensetzungen auf Basis von Mikroemulsionen,
in denen Dimethylether als Treibmittel verwendet wurde, die besten
Entflammbarkeitsergebnisse ergaben. Bessere Entflammbarkeitsergebnisse
im Vergleich zu konventionellen Aerosol-Trockenreinigungszusammen setzungen
werden erhalten bei Verwendung von Mikroemulsionen enthaltenden
Zusammensetzungen, selbst wenn in diesen Kohlenwasserstoff-Treibmittel
verwendet werden.
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Die Zusammensetzungen, die Mikroemulsionen
enthalten, eliminieren die Gefahr einer Entladung von statischer
Elektrizität,
die zu einer Entzündung
führt,
wenn der Aerosol-Spender zufällig
durchbohrt wird. In konventionellen Zusammensetzungen kann die Gefahr
einer Entladung der elektrostatischen Elektrizität verringert werden durch Einarbeitung
von organischen Antistatikmitteln, diese sind jedoch, wie angenommen
wird, abhängiger
von den umgebenden Atmosphären-Bedingungen
(Temperatur, Feuchtigkeit) zur Erzielung guter Ergebnisse.